旋挖钻灌注桩作业指导书改.docx
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旋挖钻灌注桩作业指导书改
新建郑州至徐州铁路客运专线ZXZQ04标段桥梁工程
旋挖钻灌注桩作业指导书
单位:
第二项目分部
编制:
林锋
审核:
批准:
2013年月日发布2013年月日实施
旋挖钻灌注桩作业指导书
1.适用范围
适用于新建郑州至徐州铁路客运专线ZXZQ04标段第二项目分部桥梁桩基施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
作业指导书编制后,应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计,阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施,提出应急预案。
对施工人员进行技术交底,对参加施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋,配齐生活、办公设施,满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求
3.1旋挖钻机适用于各种土层和中等硬度以下基岩的施工。
施工前应根据不同的地条件选用不同类型的钻头。
3.2钻孔时,孔口护筒应高出地面50cm,并及时向孔内补充浆液,以保持足够的泥浆压力。
3.3钻孔作业过程中,应观察主机所在地面和支腿支撑处地面变化情况,发现下沉现象应及时停机处理。
因固停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。
3.4钻孔过程过程中应经常观察钻机所在地面变化情况,发现沉陷或变形现象,应及时停机处理。
4施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工程序为:
施工准备→测量放样→埋设护筒(搭建作业平台)→钻机就位→钻机钻进→检孔→清孔→下钢筋笼→下混凝土导管→水下混凝土灌注→测桩检验
4.2工艺流程图
5施工要求
5.1施工准备
钻孔场地应根据地形、地质、水文资料和桩顶标高等情况结合施工技术的要求,须作准备工作如下:
首先确定钻孔桩位:
按照基线控制网及桥墩设计坐标,用全站仪精确放出桩位。
桩基中心位置测设完成后,应在纵横向设护桩,以备钻孔过程中对桩位进行复核。
钻孔场地在旱地且施工期间地下水位在原地面以下大于1m者,应平整场地,清除杂物,更换软土,夯填密实。
钻机座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。
修通旱地位置便道,为施工机具、材料运送提供便利。
钻孔场地在陡坡时,应挖成平坡。
如有困难,可用型钢或枕木搭设工作平台。
钻孔场地在浅水时,宜采用筑岛法。
岛顶面通常高出施工水位0.5m。
筑岛面积按钻孔方法、设备大小等决定。
施工准备
桩位放线
搭设作业平台
钻
孔
护筒制作修整
埋设护筒
桩位复测
制作泥浆
钻机就位、对中
泥浆净化
钻进、掏碴
安装清孔设备
清孔
钢筋骨架
测量孔深、斜度、直径
成孔检查、报检监理
安放钢筋
检查泥浆指标
二次清孔
导管制作、检验、维修
下导管
灌注混凝土
灌注混凝土前的准备工作
下一根桩
钻机移位
汽车吊就位
制作凝土试件
混凝土运输
灌注水下混凝土
拆、拔护筒
移位清理
清理桩头
旋挖钻钻孔桩施工工艺框图
5.2施工工艺
5.2.1泥浆制备
在砂类土、碎(卵)石土或黏土夹层中钻孔时,制备泥浆护壁;在黏性土中钻孔当塑性指数大于15,浮渣能力能满足施工要求时,可利用孔内原土造浆护壁;可利用孔内原土造浆护壁;
钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。
桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,利用于下一基桩钻孔护壁中。
5.2.2埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。
护筒内径大于钻头直径,使用旋转钻机钻孔比钻头大约20cm,护筒顶面高出施工水位或地下水位2m,埋设钢护筒,护筒内径比桩径大20cm,还需满足孔内泥浆面的高度要求,在旱地或筑岛时还高出施工地面0.5m。
护筒埋置深度符合下列规定:
岸滩上,黏性土不小于1m,砂类土不小于2m。
当表层土松软时,将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。
埋设时应在护筒四周回填黏土并分层夯实;可用锤击、加压或振动等方法下沉护筒。
在水中筑岛上得护筒,宜埋入河床面以下1m左右。
在水中平台上设置护筒,可根据施工最高水位、流速、冲刷及地质条件等因素确定埋深,有冲刷影响的的河床,护筒底宜进入一般冲刷线以下不少于1.0m;局部冲刷影响严重的河床,护筒底宜进入局部冲刷线以下不少于1.0m。
护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm,倾斜度不大于1%。
5.2.3钻机就位及钻孔
5.2.3.1钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕,施工队对钻机就位自检。
钻头和钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm。
5.2.3.2钻孔前,按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。
针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。
5.2.3.3开孔的孔位必须准确,孔位偏差不得大于5cm,应使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。
钻孔作业应连续进行,因故停钻时,钻机应将钻头提离孔底5m以上。
5.2.3.4钻进过程中,钻头起、落速度宜均匀,不得过猛或骤然变速,钻渣不得堆积在钻孔周围。
5.2.3.5钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测,不符合要求时,应及时改正。
应经常注意地层变化,在地层变化处应捞取样渣保存。
5.2.3.6地质核对
在钻孔过程中,必须对桩基留取碴样,每米一留样,碴样必须放入密闭的透明塑料袋中封口并贴上标签,注明结构名称、桩位、类型、设计深度、取样深度、取样时间、按深度顺序存放,并填写桥梁桩基地质核查对照表同时填写钻孔记录表。
5.2.3.7钻孔作业保持连续进行,不中断。
5.2.3.8当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
5.2.4清孔
钻孔完成后,检测孔径、孔垂直度、孔深检查合格后,再提钻进行清孔工作,否则重新进行扫孔。
清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量和孔壁厚度等指标符合规范要求。
钻孔至设计高程经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认合格后,即进行清孔。
浇筑水下混凝土前沉渣厚度要满足设计要求,《杭长客专施图桥参01》说明中要求桩底沉渣厚度特殊结构主墩不应大于5cm,一般桥梁墩台柱桩不应大于5cm,摩擦桩不应大于10cm。
严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。
不论用何种方法清孔,在抽渣或吸泥时要及时向孔内加注清水或新鲜泥浆保持孔内水位。
清孔达到以下标准:
孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,黏度为17~20s。
清孔时注意事项:
在清孔排渣前必须注意保持孔内水头,防止坍孔;清孔后,孔底提取的泥浆指标符合设计要求。
在灌注水下混凝土前,孔底沉淀厚度应不大于设计要求。
柱桩在浇筑水下混凝土前如用射水或射风进行辅助清孔,可冲射钻孔底3~5min,将孔底沉淀物翻动上浮,然后立即浇筑水下混凝土。
射水(风)压力应比孔底压力大0.05MPa。
5.2.4钢筋笼制作、安装
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接。
钢筋笼的材料、加工、接头和安装,符合要求。
钢筋骨架的保护层厚度采用圆饼滚轮式高强度砂浆垫块,外径12.2cm,内径1.8cm,厚4.0cm。
采用M50高强度砂浆预制而成,沿桩基钢筋笼周边每道4个,沿钢筋笼纵向每2.0m一道,垫块采用Φ16钢筋与桩基主筋焊接牢靠,桩基钢筋笼下放前,应对垫块的布设固定情况进行检查,满足要求后可进行下一步工作。
对于孔深较大的桩基,钢筋笼需要现场焊接的,钢筋笼分段长度不宜少于18米,以减少现场焊接工作量。
现场焊接须采用单面帮条焊接。
钢筋笼制作完成后,骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形,须用两点吊:
第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。
起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再与第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。
随着第二吊点不断提升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。
检查骨架是否顺直。
骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。
将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时应先焊顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后,全部接头就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。
并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
根据设计要求钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:
主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架垂直度±1%;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm。
钻孔桩钢筋骨架的允许偏差和检验方法
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
钢筋骨架在承台底以下长度
±100mm
尺量检验
2
钢筋骨架直径
±20mm
3
主钢筋间距
±0.5d
尺量检查
不少于5处
4
加强筋间距
±20mm
5
箍筋间距或螺旋筋间距
±20mm
6
钢筋骨架垂直度
1%
吊线尺量检查
7
钢筋保护层厚度
不小于设计值
检查垫块
注:
d为钢筋直径(mm)
5.2.5砼灌注
5.2.5.1导管安装
钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。
导管直径采用20~30cm,中间节长宜为2m等长,底节可为4m;漏斗下宜用1m长导管。
使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标示尺度。
导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm;组装时,连接螺栓的螺帽宜在上;试压力为孔底静水压力的1.5倍。
导管长度按孔深和工作平台高度决定。
漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。
导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。
采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。
导管位于钻孔中央,在浇筑混凝土前,进行升降试验。
导管吊装升降设备能力,与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应,并有一定的安全储备。
混凝土浇筑支架用型钢制作,用于支撑悬吊导管,吊挂钢筋笼,上部放置混凝土漏斗。
导管安装后,其底部距孔底有250~400mm的空间。
5.2.5.2浇注水下混凝土
浇筑水下混凝土前,检查沉渣厚度,如超出设计要求,则利用导管进行二次清孔,根据地质情况可采用正循环或反循环清孔方式,必要时用高压水(风)冲射孔底沉淀物。
清孔完成后,立即浇注水下混凝土。
计算和控制首批封底混凝土数量,下落时有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土1~3m深。
漏斗底口处必须设置严密的隔水装置,并能顺利排出导管底口。
足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开,是控制桩底沉渣,减少工后沉降的重要环节。
水下混凝土应连续浇筑,中途不得停顿,拆除导管的间断时间应尽量缩短,每根桩的浇筑时间宜安排在首批混凝土初凝前完成。
混凝土浇筑完毕,位于地面以下及桩顶以下的护筒,应在混凝土初凝前拔出。
在混凝土浇筑过程中,应测量孔内混凝土顶面位置,一般宜保持导管埋深在2~6m范围,最小埋深不得小于1.0m。
当浇筑速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时,可适当加大埋深,但不宜超过8m。
当混凝土浇筑面接近设计高程时,应用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置,保证混凝土浇筑面高出桩顶设计高程1.0m。
在浇筑过程中,应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内,使泥浆内含有水泥而变稠凝结,致使测探不准确。
浇筑过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
在浇筑将近结束时,由于导管内混凝土高度减小,压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,发生浇筑困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使浇筑工作顺利进行。
拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。
要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。
要注意安全。
已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。
在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:
①尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。
②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处,并慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
混凝土灌注到接近设计标高时,要计算还需要的混凝土数量(计算时应将导管内及混凝土输送泵内的混凝土数量估计在内),通知拌和站按需要数拌制,以免造成浪费。
在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。
在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
在灌注混凝土时,每根桩应至少留取两组试件,桩长20米以上者不少于3组;桩径大、浇筑时间很长时,不少于4组。
如换工作时,每工作班都应制取试件。
试件应施加标准养护,强度测试后应填试验报告表。
强度不合要求时,应及时提出报告,采取补救措施。
有关混凝土灌注情况,各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。
5.2.5.3泥浆清理
钻孔桩施工中,产生大量废弃的泥浆,为了保护当地的环境,这些废弃的泥浆,经泥浆分离器处理后,运往指定的废弃泥浆的堆放场地,并做妥善处理。
5.2.6质量检测
如设计要求时,在钢筋笼安装时预埋声测管,成桩后采用声波透射法进行检测。
对质量有问题的桩,钻取桩身混凝土鉴定检验。
5.3超声波检测管的安装
5.3.1按《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-2008)的要求,所有桩基础均应进行检测,其中:
桩长≥40m或桩径≥2.0m时采用超声波进行检测,其余可采用低应变法进行检测。
5.3.2超声波检测管采用无缝钢管,内径Φ50mm,壁厚3.0mm,或采用专用超声波检测管。
5.3.3预埋时,桩径Φ1.80m及以下的桩预埋3根检测管,桩径Φ2.00m、2.20m的桩预埋4根检测管,桩径Φ2.5m及以上的桩预埋5根检测管。
5.3.4检测管沿桩身箍筋内侧等间距布设,并焊于加强骨架箍筋上,检测管下端距桩底5cm,伸入承台内1.25m。
超声波检测完成后,对钢管内空间应采取与桩身混凝土同标号的水泥砂浆注浆进行填充。
5.4施工注意事项
5.4.1桩的钢筋骨架,应紧接在混凝土灌注前整体放入孔内,在放入钢筋骨架时,应采取措施防止其变形,如果钢筋骨架不能紧随在钢筋骨架放入之后灌注混凝土,则钢筋骨架应从孔内移出。
在钢筋骨架重放前,应对钻孔的完整性,包括孔底沉淀松散物的厚度,重新进行检查。
灌注混凝土之时,钢筋骨架在顶面应采用有效的方法进行固定,防止钢筋骨架上浮。
支撑系统应对准中线,防止钢筋骨架的倾斜和移动。
5.3.2桩骨架宜采用分段制作,分段长度应根据吊装及运输条件确定,应保证不变形,接头应按施工规范错开。
5.3.3钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差为:
主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架垂直度±1%;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm。
5.3.4桩身主筋与加强箍筋务必焊牢,主筋与箍筋联结处宜电焊,若主筋较多时,可交错电焊或绑扎。
5.3.5桩基混凝土应一次灌注完成,不得中途停顿。
5.3.6桩中心在承台地面处的偏差不得大于5cm。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式:
采用架子队组织模式。
6.2施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
每个作业单元人员配备表
负责人
1人
技术主管
1人
专(兼)职安全员
1人
工班长
3~5
技术、质检、测量及实验员
4
机械工、焊工、普工
2~4
注:
每个墩桩基施工面作为一个作业单位。
其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由本单位正式职工担任,并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。
7.材料要求
原材料应符合设计要求,使用由试验室检验通过的合格材料。
8.设备机具配置
主要机械设备配置表
旋挖钻
1台
挖机
1台
泥浆泵
1~2台
注:
每个墩桩基施工面作为一个作业单位,挖机多个作业单位可共用一台。
9.质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1钻孔转施工工程质量控制要点主要有
9.1.1.1钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。
检验方法:
检查施工记录、观察。
9.1.1.2孔径、孔深和孔型必须符合设计要求。
检验方法:
测量检查和用检孔器或成孔检测仪器检查。
9.1.1.3钻孔桩护筒应坚实不漏水,护筒埋深应符合施工工艺设计要求。
检验方法:
观察和测量检查。
9.1.1.4泥浆指标应根据钻孔机具、地质条件确定。
对制备的泥浆应试验全部性能指标,钻进时应随时检查泥浆比重和含砂率。
检验方法:
施工单位进行泥浆比重和含砂率试验;监理单位见证试验。
9.1.1.5浇筑水下混凝土前应清底,孔底沉渣应清除干净,满足客运专线铁路相关设计规范及设计文件提出的沉降要求。
检验方法:
测量。
9.2质量检验
9.2.1混凝土原材料、配合比、施工的水下混凝土的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)。
9.2.2桩的混凝土强度等级必须符合设计要求。
水下混凝土标准养护试件强度必须符合设计强度等级的1.15倍。
9.2.3桩身顶端必须清理上层浮浆露出新鲜混凝土面。
桩顶高程和主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。
9.2.4桩身混凝土应匀质、完整。
对桩身混凝土应全部进行无损检测。
检测方法必须符合铁道部现行《铁路工程桩基无损检测规程》(TB10218)的规定。
9.2.5桩基钢筋原材料、加工、连接和安装的检验必须符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)的规定。
9.2.6桩身顶端上层浮浆应凿除,凿除后顶面应平整,粗骨料呈现均匀,不得损坏基桩钢筋,桩顶高程允许偏差0~3cm,主筋伸入承台的长度必须符合设计要求。
凿除时,混凝土须达到10MPa(风镐凿除)。
10安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1施工区域应设警示标志,严禁非工作人员出入。
10.1.2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
10.1.3为保证施工安全,现场应有专人统一指挥,并设一名专职安全员负责现场的安全工作,坚持班前进行安全教育制度。
10.1.4现场设专人指挥、调度,并设立明显标志,机械作业要留有安全距离,确保协调、安全施工。
10.2环保要求
钻孔桩施工产生大量泥浆,容易造成对环境的污染。
为保护自然环境,应加大在环境保护方面的投入,真正将各项环保措施落实到位。
10.2.1生产中的废弃物及时处理,运到当地环保部门指定的地点弃置。
10.2.2按环保部门要求集中处理试验及生活中产生的污水及废水。
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